論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用（通用6篇）
浮選機(jī)的工作原理是利用氣泡產(chǎn)生的浮力和礦物質(zhì)本身的重力實現(xiàn)礦粒分離，以下是小編搜集整理的一篇探究流體力學(xué)在選礦應(yīng)用的論文，供大家閱讀參考。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇1
摘要
所謂的流體力學(xué)，是一門專門研究像液體、氣體等流體運(yùn)動形態(tài)以及其運(yùn)動規(guī)律和應(yīng)用的學(xué)科。流體在力的作用下，其本身的物理性質(zhì)會發(fā)生一定的變化，比如流體的固體壁面，流體和固體之間的相互作用，流體的壓強(qiáng)、溫度，還有流體的密度等等變量，都會發(fā)生變化。在選礦的過程中，有許多地方都會用到流體力學(xué)的知識，比如一些設(shè)備的設(shè)計，就是按照流體力學(xué)的原理來設(shè)計的，所以流體力學(xué)在選礦中起著極其重要的作用。本文就流體力學(xué)的特點(diǎn)做了詳細(xì)的闡述，以及對流體力學(xué)在選礦中所存在的問題進(jìn)行了深入的探討。
前言
流體力學(xué)的發(fā)展起源于阿基米德，他是一位古希臘人，建立了液體平衡理論，在這個基礎(chǔ)上，流體力學(xué)的運(yùn)用才得以發(fā)展。而如今流體力學(xué)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，在空氣動力學(xué)、電磁計算流體學(xué)、氣液相流體學(xué)等方面都有十分重大的突破。
冶金和煤礦的生產(chǎn)都需要進(jìn)行選礦，在工業(yè)生產(chǎn)上，選礦起著非常重要的作用。所謂選礦，就是通過化學(xué)或者是物理等方法把有用的礦物和無用的礦物分開，最終獲取能夠被生產(chǎn)中得以利用的礦物的過程。選擇有用物料的方式分為兩種情況。
一種是針對單體解離狀態(tài)的，可以采用不同的選礦方法，把我們所需要的有用的礦物篩選出來;另一種是針對不能達(dá)到單體解離狀態(tài)的，這就需要將物料用機(jī)械破碎和磨碎的方法來取得當(dāng)中的有用礦物�；乜凑麄�世界的選礦發(fā)展史，不難看出，流體力學(xué)在整個選礦發(fā)展過程中起到了不可替代的作用。眾所周知，在工業(yè)生產(chǎn)上選礦的方法有很多，比如利用重力來進(jìn)行篩除選礦，還有利用浮力來選礦等等。隨著科技的發(fā)展，應(yīng)用流體力學(xué)的原理來進(jìn)行選礦，已經(jīng)越來越普及，現(xiàn)在許多大型選礦機(jī)器都有流體力學(xué)的應(yīng)用。也就是說，要進(jìn)行高質(zhì)量、高效率的選礦，流體力學(xué)的運(yùn)用是必不可少的環(huán)節(jié)。
1.選礦中所用的設(shè)備
1.1旋流器
所謂的旋流器，在液體的分級分離中經(jīng)常用到它。它的工作原理是利用離心的方法，使得不同質(zhì)量不同密度的物質(zhì)分離沉降。旋流器整體是一個圓錐形，采出來的礦漿通過管道進(jìn)入旋流器內(nèi)部，進(jìn)入的礦漿在旋流器強(qiáng)大的離心力作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。礦漿中含有不同質(zhì)量和大小的礦物質(zhì)顆粒，在旋流器離心力的作用下，大的礦物質(zhì)顆粒和密度高的顆粒就被拋向旋流器內(nèi)壁，在重力的作用下，這些顆粒靠著內(nèi)壁逐漸的下沉，最后在旋流器的底部流出。而那些比較細(xì)小的顆粒和液體則經(jīng)過溢流管口流出來。所以，礦漿經(jīng)過旋流器，就把大的礦物顆粒和細(xì)小的礦物顆粒分離開來，離心力的篩選是很有效的，相比于重力場，它具有快速、高效、穩(wěn)定分離的特點(diǎn)。目前的選礦旋流器主要有兩種，一是用水作為介質(zhì)的水力旋流器，第二種就是專門配制的重介質(zhì)液體，密度比水更高，以此作為介質(zhì)的重介質(zhì)旋流器。這兩種旋流器的作用各不相同，第一種是專門用于脫泥以及脫浮選藥劑的水力旋流器，第二種是專門用于最后分選冶煉。旋流器的原理簡單，但是液體在其內(nèi)部的流動卻是十分復(fù)雜的，這要涉及到流體力學(xué)中的湍流運(yùn)動。所謂的湍流運(yùn)動就是將流體的流動看作是一個三維空間內(nèi)的運(yùn)動，在這個三維空間內(nèi)，任何一點(diǎn)的速度都可以分解成橫向速度、縱向速度和切向速度。就是這樣的運(yùn)動特征和旋流器內(nèi)復(fù)雜的邊界，使得內(nèi)部的流體力學(xué)并沒有一定的規(guī)律可循，自然就沒有具體的方法來研究，只能通過實際的測量來估算和分析。通過實際測量，旋流器內(nèi)的運(yùn)動實際是一個組合運(yùn)動，它是通過自由渦和強(qiáng)制渦組合在一起共同形成的。在旋流器工作的時候，由于切向速度最大，導(dǎo)致了旋流器內(nèi)壁的壓力小于其中問的壓力而形成一個負(fù)壓區(qū)，空氣從底部進(jìn)入，旋流器中間區(qū)域就成了真空的空氣柱。那些比較重的礦物質(zhì)直接由旋流器內(nèi)壁被分離了下來，從底部排出，那些輕的礦物質(zhì)就由上面的口排出。
1.2浮選機(jī)
浮選礦物質(zhì)實際就是利用浮力，將礦物質(zhì)浮到水面來進(jìn)行篩選。這就要求礦漿中必須要充滿大量的氣泡，必要時，還要在礦漿中添加一種捕收劑，這種藥劑會作用在礦物質(zhì)顆粒表面，使得礦粒的疏水性增加，利于捕收。有些礦粒是疏水性，而有些是親水性的，疏水性的礦粒和產(chǎn)生的氣泡相結(jié)合，由于浮力原因而浮出水面，那些清水性的礦粒則不會與氣泡結(jié)合而下沉。產(chǎn)生氣泡的方法有很多，一般采用機(jī)械攪拌和電解水來產(chǎn)生氣泡。
1.3浮選柱
浮選柱也是一種專門用來選擇礦物質(zhì)的設(shè)備。浮選柱早在上世紀(jì)六十年代就開始應(yīng)用，只不過由于氣泡發(fā)生器設(shè)計的并不好，始終無法很好的產(chǎn)生氣泡，就使得浮選柱并沒有廣泛的運(yùn)用。浮選柱的氣泡產(chǎn)生器位于柱體下端，礦物由上部倒入。其原理和上面介紹的浮選機(jī)差不多，也是通過重力和浮力的相互作用來實現(xiàn)礦粒的分離。所以氣泡發(fā)生器才是浮選柱工作的關(guān)鍵所在，如果氣泡發(fā)生器無法正常工作產(chǎn)生氣泡，浮選柱也就無法分離礦物質(zhì)。
2.流體力學(xué)在選礦設(shè)備中的應(yīng)用
浮選機(jī)的工作原理是利用氣泡產(chǎn)生的浮力和礦物質(zhì)本身的重力實現(xiàn)礦粒分離，分離的過程中就需要大量的氣泡，氣泡發(fā)生器正是大量產(chǎn)生氣泡的設(shè)備。通常我們都把氣泡發(fā)生器分為兩類，即外部發(fā)生器和內(nèi)部發(fā)生器這兩類。
外部氣泡發(fā)生器也有兩種，通常用的是氣水噴射型。它是把壓縮空氣和水一起混合，通過噴頭直接噴入浮選機(jī)內(nèi)，再通過分流孔將水流分開，從而產(chǎn)生氣泡。
顧名思義，內(nèi)部氣泡發(fā)生器是將有孔介質(zhì)固定在浮選機(jī)內(nèi)部，然后沖入空氣，通過介質(zhì)的孔向外噴出氣泡。內(nèi)部氣泡發(fā)生器常常出現(xiàn)問題，原因在于有孔介質(zhì)放在浮選機(jī)內(nèi)部，很容易被礦粒堵塞和結(jié)垢，使浮選機(jī)無法正常工作，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用這種方法了。
上述兩種氣泡發(fā)生器都是以往一直被使用的。但畢竟它的結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜容易出現(xiàn)問題，而且能量消耗也不小。目前被廣泛采用的是另一種更加先進(jìn)的設(shè)備――微泡發(fā)生器。這種氣泡發(fā)生器利用了流體力學(xué)的原理，首先流體在其內(nèi)部分散開來，在后半段又重新成為連續(xù)相。微泡發(fā)生器動力消耗小，產(chǎn)生氣泡效率高，礦化充分，而且使用壽命長，大大節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用。
目前較為先進(jìn)的浮選機(jī)是德國制造的切向噴射浮選機(jī)，其也是利用流體力學(xué)的原理進(jìn)行選料。它有兩個槽室，一個收集精礦，一個用作分離室。礦漿沿著切線方向射入容器，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，和氣泡結(jié)合的礦物質(zhì)浮力大，向上運(yùn)動。沒有結(jié)合水的礦粒則向下沉降，最后通過底部排出。
3.分析
流體力學(xué)在選礦中起著極其重要的作用。隨著采礦業(yè)的發(fā)展，流體力學(xué)也被廣泛應(yīng)用在選礦設(shè)備中，對礦的開采、選礦的發(fā)展起著至關(guān)重要的推動作用。像浮選機(jī)中的氣泡發(fā)生器、旋流器這些設(shè)備，都是流體力學(xué)應(yīng)用的典型。但是選礦中的流體力學(xué)應(yīng)用還是比較局限的，仍然存在著諸多問題，像旋流器中的湍流運(yùn)動，就是一個十分復(fù)雜的三維立體運(yùn)動，其內(nèi)部的運(yùn)動規(guī)律還沒有辦法完全弄清楚。如果可以結(jié)合實驗，將湍流運(yùn)動的數(shù)據(jù)通過計算，用數(shù)值模擬來解決旋流器內(nèi)部礦漿流動問題，就能大大推動湍流運(yùn)動在選礦上的應(yīng)用。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇2
摘要：
工程流體力學(xué)在工程中廣泛應(yīng)用，本文對工程流體力學(xué)的背景，發(fā)展，內(nèi)容，應(yīng)用，分支和前景做了簡單介紹。
關(guān)鍵詞：
工程流體力學(xué) 發(fā)展史 內(nèi)容應(yīng)用 發(fā)展前景
一、背景
在人類歷史上，面對河道決堤，洪期到來，人類束手無策的案例數(shù)不勝數(shù)，還有河田的干旱，河運(yùn)交通的堵塞給人類帶來的不便也是不計其數(shù)。但是隨著人類文明的發(fā)展，人類開始對河水治理，橋梁建造，農(nóng)業(yè)灌溉，河水航運(yùn)等有了較多的需求，人類同時也就對水流運(yùn)動的規(guī)律有了較多的需求和經(jīng)驗。但是要合理自如的控制和運(yùn)用流體，人類就需要一個比較系統(tǒng)的學(xué)科理論去指導(dǎo)，于是工程流體力學(xué)的誕生已經(jīng)迫在眉睫。
二、發(fā)展史
中國史上的大禹治水，李冰父子建立的都江堰，就是對水認(rèn)識的萌芽，古羅馬人也在早期就建立起了比較完善的供水管道系統(tǒng)。但是對流體力學(xué)一個比較科學(xué)的認(rèn)識還是要在公元前250年左右古希臘偉大的科學(xué)家阿基米德寫的《論浮體》后，這本書對流體運(yùn)動做了一個比較科學(xué)的總結(jié)，可以算得上是流體力學(xué)的鼻祖了。很遺憾的是在接下來的很長一段時間內(nèi)，因為種種原因，流體力學(xué)并沒有得到進(jìn)一步發(fā)展。直到16世紀(jì)以后，西方資本主義國家的生產(chǎn)力的迅速發(fā)展和資本主義制度的不斷完善，以及政府對科學(xué)事業(yè)的政策和資金的鼓勵，這才給各科學(xué)以及流體力學(xué)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。
17世紀(jì)，人類偉大的科學(xué)家牛頓對流體有了初步比較深入的研究，他通過不斷試驗提出了牛頓內(nèi)摩擦定律，黏性運(yùn)動的流體符合牛頓摩擦定律。接著拉格朗日和歐拉提出了描述流體運(yùn)動的二種方法拉格朗日法和歐拉法，拉格朗日法著眼于流體個支點(diǎn)的運(yùn)動情況，研究各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動歷程，最后綜合來獲得總體情況，歐拉法責(zé)只著眼于流體經(jīng)過流場中各空間點(diǎn)時的運(yùn)動情況。然后有普朗特的混合長度理論，法國皮托發(fā)明了測流速的皮托管，達(dá)朗貝爾利用這些得出了流體中運(yùn)動的物體阻力于速度有平方關(guān)系。歐拉總結(jié)出了歐拉運(yùn)動微分方程(z+p/ρg+uxu/2g=C)，伯努利又對管道流體做了多次試驗得出了經(jīng)典的伯努力方程（p+ρgz+(1/2)xρv^2=C式中p、ρ、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度和速度；z 為鉛垂高度；g為重力加速度。），它是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在工程流體力學(xué)中的具體體現(xiàn)。19世紀(jì)以后，隨著生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是航空方面的運(yùn)用，導(dǎo)致古典流體力學(xué)和實驗流體力學(xué)的日益結(jié)合，逐漸形成了理論與實踐并重的現(xiàn)代流體力學(xué)。隨后流體力學(xué)進(jìn)入新的階段。
三、研究內(nèi)容及應(yīng)用
工程流體力學(xué)是一門研究工程中氣體和液體運(yùn)動規(guī)律的一門學(xué)科，他是基礎(chǔ)力學(xué)的一個分支，它主要是以牛頓運(yùn)動定律和質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)的。流體力學(xué)有三個基本及假設(shè)：質(zhì)量守恒，動量守恒，連續(xù)體假設(shè)。
流體力學(xué)廣泛應(yīng)用在航天，石油和天然氣開采，地下水的開發(fā)利用，武器的爆炸，沙漠遷移等等，但是工程流體力學(xué)基本是指在工程中的應(yīng)用，包括城市的生活和工業(yè)用水，水廠修建水塔，這些就需要計算好各水井的布置位置，水管直徑，長度，動力，途徑等等。另外在橋梁上，就需要對河水各個數(shù)據(jù)的掌握，以便對橋梁涵洞，配筋的設(shè)計。還有就是在高層建筑中，我們也要運(yùn)用到空氣動力學(xué)研究風(fēng)荷載對建筑物的影響。在通風(fēng)內(nèi)燃機(jī)等的設(shè)計中，還要計算好空氣流動規(guī)律，以便控制空氣流量，燃?xì)廨斔停祲m降溫等留力學(xué)問題。我國的三峽大壩，葛洲壩等各大水利樞紐工程就是流體力學(xué)的宏偉體現(xiàn)。還有我國近年來航天工程中對流體力學(xué)的運(yùn)用也是淋漓盡致。
四、研究方法
工程流體力學(xué)研究方法同一般科學(xué)研究方法大同小異，主要還是歸結(jié)在現(xiàn)場觀測，實驗總結(jié)，建立理論，數(shù)值計算等。由于流體力學(xué)理論的不健全性，實驗總結(jié)和現(xiàn)場觀測尤為重要，流體力學(xué)應(yīng)建立比較完善的觀測站，另外還需要建立足夠?qū)嶒炇胰ゲ粩鄬嶒�，不斷模擬實踐得出總結(jié)性結(jié)論。
五、流體力學(xué)分支
近幾十年來，流體力學(xué)科學(xué)隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)建設(shè)的飛速發(fā)展和近代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，研究的范圍越來越廣，新的科學(xué)分支不斷涌現(xiàn)出來，比如計算流體力學(xué)，隨機(jī)流體力學(xué)，環(huán)境流體力學(xué)，能源流體力學(xué)，工業(yè)流體力學(xué)等等。
六、發(fā)展前景
從人類開始接觸認(rèn)識流體力學(xué)到現(xiàn)在的2千多年，特別是20世紀(jì)以來工程流體力學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用和飛速的發(fā)展。人類已經(jīng)可以用現(xiàn)有的理論體系去解決生活中的絕大多數(shù)問題。但是人類對流體力學(xué)并沒有完全了解，比如一些復(fù)雜的流體運(yùn)動人類還是無法用系統(tǒng)科學(xué)的理論去解釋，只能憑靠經(jīng)驗去解決許多問題，所以流體力學(xué)有很大的發(fā)展前景流體力學(xué)還需要我們?nèi)ネ晟扑睦碚摶A(chǔ)以及提出新的理論。
參考文獻(xiàn)：
[1]禹華謙.工程流體力學(xué).西南交大出版社.
[2]朱自強(qiáng).應(yīng)用計算流體力學(xué).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1998.8.
[3]李亞東.土木工程專業(yè)英語.西南交通大學(xué)出版社.
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇3
論文摘要：根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)，分析了該專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課“工程流體力學(xué)”和主干專業(yè)課“水污染控制工程”在教學(xué)中存在的問題，文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個方面提出了“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)改革思路。
論文關(guān)鍵詞：環(huán)境工程專業(yè)；工程流體力學(xué)；水污染控制工程；教學(xué)改革
“工程流體力學(xué)”是研究流體（液體、氣體）處于平衡狀態(tài)和流動狀態(tài)時的力學(xué)規(guī)律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術(shù)中應(yīng)用的一門科學(xué)，是力學(xué)的一個獨(dú)立分支，有其自身的理論體系，其基礎(chǔ)理論主要由三部分組成：流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動學(xué)和流體動力學(xué)�！八廴究刂乒こ獭笔顷P(guān)于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法（包括物理處理方法、化學(xué)處理方法、生物處理方法等）的基本理論、工作原理及設(shè)計計算的一門科學(xué)�！肮こ塘黧w力學(xué)”是環(huán)境工程專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，“水污染控制工程”是環(huán)境工程專業(yè)的核心專業(yè)課，這兩門課程在環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)中有著舉足輕重的作用，同時兩者之間也存在著重要的相互理論關(guān)系。
“工程流體力學(xué)”是水利、環(huán)境、能源、土木、機(jī)械、動力等學(xué)科的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程的教學(xué)內(nèi)容紛繁豐富，其特點(diǎn)是理論性和綜合性比較強(qiáng)，概念抽象，難于理解。“水污染控制工程”課程內(nèi)容與“工程流體力學(xué)”內(nèi)容結(jié)合相對比較緊密，如城市排水溝道系統(tǒng)、各種污水處理構(gòu)筑物等的設(shè)計計算，以及在構(gòu)筑物中的生化反應(yīng)、化學(xué)絮凝反應(yīng)中水力條件的控制等均是工程流體力學(xué)理論知識在水污染控制工程中的實際應(yīng)用。目前，在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)方面，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程正面臨著比較尷尬的局面：一方面課程內(nèi)容趨于復(fù)雜和廣泛；另一方面在課時量逐漸壓縮的情況下，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容沒有起到應(yīng)有的相互銜接，教學(xué)內(nèi)容彼此脫離。由此形成環(huán)境工程專業(yè)“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課銜接不夠，在教學(xué)過程中學(xué)生感到內(nèi)容枯燥，概念抽象；而在“水污染控制工程”教學(xué)過程中，學(xué)生感到工程流體力學(xué)基礎(chǔ)理論知識不扎實，不能夠熟練應(yīng)用工程流體力學(xué)基礎(chǔ)理論解決水污染控制工程方面的實際問題。
針對目前環(huán)境工程專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容的狀況，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個方面提出“工程流體力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。
一、改革教學(xué)內(nèi)容
對“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)，重構(gòu)環(huán)境工程專業(yè)的“工程流體力學(xué)”課程，對該課程中的主要內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，緊密結(jié)合后續(xù)專業(yè)課“水污染控制工程”的內(nèi)容進(jìn)行改編，為“水污染控制工程”的講授奠定基礎(chǔ)理論知識�！肮こ塘黧w力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容主要包括理論教學(xué)和實踐性教學(xué)兩部分，其中在理論教學(xué)內(nèi)容部分，如“工程流體力學(xué)”中涉及到的流體粘滯性、流體內(nèi)摩擦定律等內(nèi)容，結(jié)合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態(tài)所需要的雷諾數(shù)內(nèi)容為實例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革；“流體靜力學(xué)”中絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實際工程中的應(yīng)用為實例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革；流體運(yùn)動學(xué)中基本理論對“水污染控制工程”中的數(shù)學(xué)模式的建立為實例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革；“流體動力學(xué)”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算，水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革等。其次，“工程流體力學(xué)”實踐性教學(xué)內(nèi)容部分，改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容，除驗證性實驗之外，增加工程應(yīng)用性實驗，如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應(yīng)用等內(nèi)容，既加強(qiáng)了動手操作能力，也培養(yǎng)了學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的綜合分析與應(yīng)用能力，不僅使教學(xué)內(nèi)容豐富，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性。
對“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實踐性教學(xué)內(nèi)容改革，強(qiáng)調(diào)“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的應(yīng)用。在理論教學(xué)內(nèi)容方面，“水污染控制工程”中的污水溝道系統(tǒng)水力計算、水處理構(gòu)筑物中水力參數(shù)的確定、污水在構(gòu)筑物中的最佳流態(tài)、各水處理構(gòu)筑物之間高程布置、混合反應(yīng)池中攪拌強(qiáng)度的確定、過濾池中配水系統(tǒng)的設(shè)計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學(xué)問題的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行必要教學(xué)改革，加強(qiáng)學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的工程應(yīng)用有一個更清晰的認(rèn)識，理解“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識在水污染控制工程中的重要性，使學(xué)生既掌握了“水污染控制工程”應(yīng)用設(shè)計方法、設(shè)計原則、計算方法等知識，也加強(qiáng)了學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)知識在水污染控制實際工程的應(yīng)用。在實踐性教學(xué)內(nèi)容方面，加強(qiáng)工程性應(yīng)用實驗教學(xué)內(nèi)容，從不同的工業(yè)企業(yè)和居民生活區(qū)采集不同的廢水水樣，根據(jù)化驗所得廢水水質(zhì)，確定所采用的處理技術(shù)和處理工藝，并通過實驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學(xué)水力參數(shù)，基于“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論知識分析廢水處理工藝水力參數(shù)的合理性。
二、改革教學(xué)模式
“工程流體力學(xué)”特點(diǎn)是理論性、綜合性、系統(tǒng)性較強(qiáng)，概念抽象、邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本上是教師講、學(xué)生聽，“授—受”型單一模式，盡管在學(xué)的過程中采用了多種形式的多媒體教學(xué)方式，但仍沒有改變學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的被動地位，學(xué)生缺乏主動性和實踐性。改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的創(chuàng)新教學(xué)模式，結(jié)合水污染控制工程中的實際問題，以工程實例為背景，應(yīng)用工程流體力學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際工程問題，誘導(dǎo)學(xué)生積極思考，在教學(xué)過程中形成教學(xué)互動，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與性。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容性質(zhì)，“工程流體力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容可以分為基礎(chǔ)理論和實際工程應(yīng)用兩個部分。在流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動學(xué)和流體動力學(xué)三個基礎(chǔ)理論部分，采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實驗相結(jié)合探究式、啟發(fā)式教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生課堂討論；在實際工程應(yīng)用教學(xué)部分，如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分，以水污染控制工程中的工程實例為背景，采用適量的實際工程圖片，豐富教學(xué)信息量，刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的思路，開闊學(xué)生的視野，可以使枯燥、乏味的內(nèi)容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內(nèi)容變得直觀生動。
“水污染控制工程”特點(diǎn)是實踐性、工程應(yīng)用性強(qiáng)，因為不同的廢水水質(zhì)達(dá)到處理要求所采用的處理技術(shù)、處理工藝不同；即便相同的廢水水質(zhì)，如果污水量不同，所采用的處理工藝也不同；一個廢水處理工程，即廢水水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)相同，也可以采用不同的處理技術(shù)和處理工藝，工程流體力學(xué)參數(shù)的選擇是確定不同廢水處理技術(shù)、工藝的主要影響因素之一。因此，在“水污染控制工程”的教學(xué)過程中，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，實施探究式、啟發(fā)式、開放式的實踐教學(xué)模式，以工程實例為背景，通過開放性的實踐性實驗正確選擇工程流體力學(xué)參數(shù)，并通過實驗研究對參數(shù)的選擇、廢水處理效果等進(jìn)行科學(xué)驗證。通過工程實例和實踐性教學(xué)改革，使學(xué)生既對廢水處理工程設(shè)計過程有一個清晰的思路，又能達(dá)到舉一反三的效果。
三、優(yōu)化師資配置
師資隊伍優(yōu)化，一靠資源，二靠制度，師資隊伍優(yōu)化也是一個相對的漸進(jìn)過程，優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)和措施與所處時代、社會背景及其自身所處發(fā)展階段和學(xué)科特色有關(guān)。環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)要求師資隊伍結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠。“工程流體力學(xué)”與“水污染控制工程”是本專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課和主干專業(yè)課，兩門課程在講授過程中存在著千絲萬縷的必然聯(lián)系，這就對師資配置和師資隊伍建設(shè)提出了更高的要求。首先，建立高質(zhì)量的師資隊伍，定期或不定期對教師進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和實踐工程訓(xùn)練，要求講授“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”兩門課程的教師對兩個學(xué)科均有一定的研究，或者承擔(dān)一定量研究科研工作，洞悉當(dāng)前“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”發(fā)展的最新前沿理論和技術(shù)；其次，在師資配置方面，要求講授“工程流體力學(xué)”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔(dān)相關(guān)科研項目，講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學(xué)”有扎實的理論研究或承擔(dān)相關(guān)的科研項目；第三，建立教師研討會制度，講授“工程流體力學(xué)”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學(xué)研討會，避免兩門課程的講授內(nèi)容出現(xiàn)彼此分裂現(xiàn)象。如果在師資配置中，講授“工程流體力學(xué)”的教師畢業(yè)于力學(xué)專業(yè)，即使講授“工程流體力學(xué)”的教師對力學(xué)有很高的造詣，對該門課程的講授有聲有色，但如果該教師對環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”專業(yè)理論知識或?qū)嵺`工程知之甚少，那么在教學(xué)過程中，必然不能夠?qū)ⅰ肮こ塘黧w力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，對環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生來說，這樣的師資配置，必定不是最優(yōu)化的師資配置。
四、改革考核方式
教育離不開考試，考試在教育中的作用不可低估。關(guān)鍵是采用什么樣的考試方式，更能體現(xiàn)學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握程度，并反映基礎(chǔ)理論知識在實際工程中的綜合應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的“工程流體力學(xué)”、“水污染控制工程”課程一般采用閉卷考試的形式，并結(jié)合平時成績、實驗成績按一定比例計算該門課的最終成績，這種考試模式在內(nèi)容和形式上趨于定向化，體現(xiàn)不出學(xué)生基礎(chǔ)知識的綜合運(yùn)用能力、工程實踐應(yīng)用能力等水平發(fā)揮，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)和發(fā)展。
根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)，對現(xiàn)行考試模式進(jìn)行改革。在考核方式上，改變期末一次性終結(jié)考試方式，實行學(xué)習(xí)階段的全程性考核與督導(dǎo)，將多階段考核與綜合能力考核相結(jié)合，這種考試方式既注重過程，又注重結(jié)果；既注重基礎(chǔ)理論知識，又注重綜合能力。在考核形式上，采取多樣化的考試形式，不僅要實行閉卷考試，而且要提倡開卷考試，或以課程論文、設(shè)計等形式來評定學(xué)生的成績，因材施考，以綜合思考題、分析題、應(yīng)用題為主要題型。在考試內(nèi)容上，要注重學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的能力，并在試題中加以體現(xiàn)，如在“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程考試中出一些具有一定工程背景的綜合性試題。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇4
CDIO工程教育模式是一個以“問題為基礎(chǔ)、項目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體、CDIO能力培養(yǎng)”為基本特征的新型教學(xué)方法。由美國麻省理工學(xué)院等四所工程學(xué)院在2000年共同發(fā)起的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運(yùn)作為一體的工程教育模式，是基于知識整體化、結(jié)構(gòu)化和體系化而提出的0。2006年，中國的汕頭大學(xué)率先引入CDIO工程教育模式，取得了顯著的成效。到目前為止，全國共有39所高校的機(jī)械類、電氣類、化工類和土木類等專業(yè)紛紛開展CDIO試點(diǎn)工作。2016年1月，汕頭大學(xué)主辦的“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會開幕，國內(nèi)130多所高校的500余專家和教師參與了會議，探討新形勢下如何開展CDIO，推進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新教育、工程認(rèn)證和卓越計劃實施等。
作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一的工程流體力學(xué)，具有理論性強(qiáng)、概念抽象、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。在推動CDIO改革進(jìn)程中，我們完全可以將CDIO工程教育模式及理念滲透融合，實現(xiàn)CDIO的愿景：培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(yè)家敏銳性的工程師。
一、CDIO理念的教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的要求，本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：重視培養(yǎng)學(xué)生具有參與施工、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)管理的能力，具有進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、技術(shù)改造的初步能力，培養(yǎng)出來的工程師不僅要掌握各種基本技能，也要成為具有實踐能力的高水平創(chuàng)新型科技人才。其中，流體力學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是要讓學(xué)生深刻理解流體力學(xué)模型的內(nèi)涵，并促進(jìn)其建立模型的能力，培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)錯綜復(fù)雜的實際工程，突出主要因素忽略次要因素，提煉問題及解決問題的能力。
二、CDIO理念的教學(xué)內(nèi)容
現(xiàn)今大部分院校對工程流體力學(xué)主要還是重視理論知識的理解和掌握，開設(shè)的實驗課程也是固定的幾個演示性和驗證性實驗，教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)的不契合，使得我們有必要調(diào)整工程流體力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。CDIO是以項目設(shè)計為導(dǎo)向來組織課程，依據(jù)情境、項目、任務(wù)對理論“知識點(diǎn)”進(jìn)行重新排列、組合、重構(gòu)，形成新的知識體系。這樣課程就由一個維度轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S架構(gòu)，課程內(nèi)容由割裂的章節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ酀B透、交叉和融合的集成。
在選取項目時應(yīng)該注重遵循合理匹配的原則：一是項目難度與學(xué)生能力匹配，合適的項目難度能保證完成制定的教學(xué)目標(biāo)，激起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生經(jīng)過一定的努力能用理論知識解決工程實際問題，提高專業(yè)實踐能力。二是項目時間與課程課時匹配，由于高等教育教學(xué)體系改革的浪潮，課時不斷被壓縮，授課內(nèi)容需要精心安排，所以時間跨度也需要著重考慮。結(jié)合CDIO的大工程理念以及工程流體力學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，將本課程的教學(xué)內(nèi)容集成并結(jié)合工程實際，規(guī)劃設(shè)計工程項目任務(wù)。集成的知識點(diǎn)：學(xué)習(xí)氣體射流的平面射流、溫差射流、旋轉(zhuǎn)射流、有限空間射流等知識點(diǎn)。
三、CDIO理念的教學(xué)方法設(shè)計
(一)項目設(shè)計多樣化
每3至5人可為一組，精選集成相同“知識點(diǎn)”的不同設(shè)計項目，以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求，有效改善學(xué)生互相依賴、惰性的被動學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的課堂任務(wù)參與度，有利于學(xué)生舉一反三、觸類旁通。
(二)課程考核立體化
評價方式多元化，專業(yè)知識采用筆試或口頭測試;與CDIO相關(guān)的能力采用“過程性考核”的方式，教師可設(shè)計出一個過程性考核細(xì)目表，對每個階段進(jìn)行考核。從主觀和客觀維度定量的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。評價主體多元化，由教師、組內(nèi)互評以及學(xué)生自評相結(jié)合，評價結(jié)果更加能客觀、全面，更能激發(fā)學(xué)生主動參與意識，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量效果的目的。
(三)課堂模式多元化
以學(xué)生為主體，需要增加大量的自學(xué)、討論時間，結(jié)合目前新媒體時代的教育模式，提倡學(xué)生通過慕課、微課、網(wǎng)絡(luò)視頻公開課等平臺利用“碎片時間”自學(xué)，并可結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂形式，課外真正深入學(xué)習(xí)，課堂上真正的深層次的思想碰撞。
四、CDIO教學(xué)全過程
在整個設(shè)計過程中，以問題為中心，教師主導(dǎo)引領(lǐng)學(xué)生主動探索和實踐的教學(xué)模式，在探索中逐漸構(gòu)建自己的知識體系，完成構(gòu)思—設(shè)計—實施—運(yùn)作的全過程。具體的教學(xué)全過程設(shè)計如下：
第一階段是項目構(gòu)思(C)。教師根據(jù)CDIO教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容，規(guī)劃設(shè)計工程項目，將流體力學(xué)相關(guān)的知識點(diǎn)融入到課程的教學(xué)項目中，在課前下達(dá)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考分析，將項目分解為具體的小任務(wù)，再進(jìn)行總體構(gòu)思、重組，確定每組的項目內(nèi)容和具體任務(wù)。
第二階段是項目設(shè)計(D)。學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，查詢資料，組內(nèi)進(jìn)行討論，形成項目設(shè)計的初步概念和思路。教師提出問題，提供資料，督促學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度。知識講解環(huán)是以學(xué)生為中心，分組匯報對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解以及項目設(shè)計方案，教師進(jìn)行講解釋疑。項目設(shè)計環(huán)節(jié)目的是引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用在實際工程中，提高解決問題的能力，鍛煉學(xué)生合作交流的能力。
第三階段是項目實施(I)。改變傳統(tǒng)的例如流線、跡線、靜水壓強(qiáng)等演示性以及驗證性性質(zhì)的實驗，針對本小組的項目任務(wù)，糅合必須掌握的實驗項目，設(shè)計相關(guān)的實驗項目。突出體現(xiàn)CDIO的集成思想。第四階段是項目運(yùn)作(O)。學(xué)生進(jìn)行項目分析和成果展示，進(jìn)入課程考核。鑒于CDIO模式下的工程流體力學(xué)課程對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，采用不同的能力用不同的方式進(jìn)行考核。根據(jù)考核結(jié)果以及整個項目過程中的反饋，教師要調(diào)整改進(jìn)項目工程的內(nèi)容、進(jìn)度、教學(xué)方式等。
五、結(jié)束語
流體力學(xué)課程是工科主要基礎(chǔ)課之一，本文探索了基于CDIO模式的項目教學(xué)在流體力學(xué)課程中的應(yīng)用，教學(xué)目標(biāo)調(diào)整為基于CDIO教育理念;教學(xué)內(nèi)容集成并遵循合理匹配原則;教學(xué)過程遵循項目設(shè)計多樣化、課程考核立體化、課堂模式多元化的原則。有效培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題的能力、溝通協(xié)調(diào)能力、動手能力、創(chuàng)新能力等等，在項目實施過程中提高了教師教學(xué)水平、工程應(yīng)用水平以及自身的綜合素質(zhì)。
論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇5
論文關(guān)鍵詞：工程流體力學(xué) 成人教育 教育對象 互動教學(xué)
論文摘要：“工程流體力學(xué)”作為能源學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，在本科生整個培養(yǎng)體系中起著舉足輕重的作用，是一個很重要的教學(xué)環(huán)節(jié)�，F(xiàn)結(jié)合成人教育對象的特殊性對“工程流體力學(xué)”課程在成教熱能專業(yè)中的教學(xué)進(jìn)行了探討，綜合考慮教育對象和本課程的特點(diǎn)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和修正。并結(jié)合實踐經(jīng)驗，在教學(xué)中采用互動教學(xué)的方法，以學(xué)生為主體，通過自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生結(jié)合自己的現(xiàn)場經(jīng)驗在課堂上“講授”，然后對教學(xué)效果進(jìn)行評價，最后由老師精講。以期達(dá)到理論與實踐、專業(yè)與課程的統(tǒng)一。
流體力學(xué)的研究對象包括液體和氣體兩大物質(zhì)形態(tài)，流體力學(xué)的基本任務(wù)是建立描述流體運(yùn)動的基本方程，確定流體經(jīng)各種通道及繞流不同物體時速度、壓強(qiáng)的分布規(guī)律，探求能量轉(zhuǎn)換及各種損失的計算方法，并解決流體與限制其流動的固體壁之間的相互作用問題。[1]在實際工程的許多領(lǐng)域里，流體力學(xué)一直起著十分重要的作用。無論是水利工程、動力工程、航空工程，還是化學(xué)工程、機(jī)械工程等都在日益廣泛地應(yīng)用著流體力學(xué)。就某種意義而言，也正是在流體力學(xué)的研究工作不斷取得成就的前提下，才促進(jìn)了這些工程領(lǐng)域的大力發(fā)展。工程流體力學(xué)是在闡述流體力學(xué)的基本理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述和研究流體力學(xué)在工程上的應(yīng)用，工程流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于動力、水利、機(jī)械、化工、石油、土建、冶金、航空、航海、氣象、環(huán)境等眾多領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。
一、教材與教學(xué)內(nèi)容選取
“工程流體力學(xué)”教材種類繁多，[2]但是目前為止還沒有一本針對能源類本科成人教育《工程流體力學(xué)》教材，筆者通過對多種教材的研讀，以及往年成教上課的經(jīng)驗，根據(jù)各教材所涵蓋的基本理論，及描述流體特性表達(dá)式推導(dǎo)過程的深度和難度、教材內(nèi)容的廣度，最終選用楊建國等人編著的《工程流體力學(xué)》（北京大學(xué)出版社，2010年1月第1版）作為成教熱能專業(yè)的臨時教材。
“工程流體力學(xué)”的內(nèi)容繁雜、學(xué)科綜合性強(qiáng)，流體力學(xué)內(nèi)容很抽象，偏微分方程幾乎貫穿全部課程。流體力學(xué)歐拉方法的思路與物理及其他力學(xué)不同，學(xué)生理解、掌握起來有困難。[3]鑒于成人教育對象數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和力學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱的特點(diǎn)，在授課中應(yīng)盡量避免大量的數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和微元的受力分析，把第七章相似原理與量綱分析作為自學(xué)內(nèi)容，在講解動量定理、動能定理和質(zhì)量守恒定理時，把輸運(yùn)定理作為主要的公式推導(dǎo)工具，著重強(qiáng)調(diào)基本概念和基本原理的學(xué)習(xí)和掌握。
二、授課目標(biāo)及教學(xué)方法
1.明確教育目標(biāo)的職業(yè)性和教育內(nèi)容的實用性
成人教育是以提高社會從業(yè)人員的履職能力和適應(yīng)職業(yè)變化能力為目標(biāo)的教育，其教育內(nèi)容與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，以補(bǔ)充、改善成人的職業(yè)知識和技能為目的，實用性較強(qiáng)。[4]
對于成人教育一定要明確教育目標(biāo)的特點(diǎn)，做到有的放矢，才能起到事半功倍的效果。成人教育對象（以下稱為“成人”學(xué)生）的特點(diǎn)可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：
第一，“成人”學(xué)生職業(yè)性強(qiáng)；
第二，“成人”學(xué)生都有固定的工作崗位，有著豐富的實踐經(jīng)驗，在某些方面的認(rèn)識和能力要強(qiáng)于授課老師；
第三，“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課，例如數(shù)學(xué)和物理等的基礎(chǔ)知識比較薄弱，很難理解深度較高、難以理解的原理和公式推導(dǎo)；
第四，“成人”學(xué)生渴望獲取知識，尤其是能幫助其解釋工作中遇到的實際問題的理論知識；
第五，“成人”學(xué)生一般工作繁重，上課時間一般是擠出來的，因此課堂授課的效率尤為重要；
第六，“成人”學(xué)生學(xué)習(xí)目的性很強(qiáng)，對于不相關(guān)的內(nèi)容很少去涉獵，因此造成了知識面相對狹窄，從而增加了授課的難度；
第七，“成人”學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，這跟現(xiàn)在在校大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力差形成了鮮明的'對比。
因此，要時刻謹(jǐn)記以上七條“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，在教學(xué)中要時刻把握住“成人”學(xué)生的職業(yè)性，并注意授課內(nèi)容的實用性。在教學(xué)學(xué)時有限的情況下，在提高教育目標(biāo)理論水平基礎(chǔ)上，使其掌握并能運(yùn)用這些理論分析在生產(chǎn)實踐中遇到的各種實際問題，提高預(yù)判生產(chǎn)中出現(xiàn)重大問題的能力，對于某些技術(shù)人員，應(yīng)使其具備流體設(shè)備及機(jī)械系統(tǒng)和裝置的設(shè)計、運(yùn)行管理的工程技術(shù)能力。技術(shù)人員經(jīng)過理論知識的強(qiáng)化學(xué)習(xí)，再加上自身實踐經(jīng)驗，最終可成為基礎(chǔ)扎實、知識面寬、有較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才。
如何增強(qiáng)授課內(nèi)容的實用性是授課的關(guān)鍵問題之一，因為授課對象是能源類“成人”學(xué)生，因此筆者認(rèn)為授課內(nèi)容應(yīng)該結(jié)合世界目前面臨的重大問題：能源危機(jī)和環(huán)境污染，也就是國家的重大政策——節(jié)能減排。當(dāng)今世界能源越來越緊張，污染越來越嚴(yán)重，而且世界的大氣污染形勢和應(yīng)對政策一直在變化，因此在授課中適度加入相關(guān)節(jié)能減排的內(nèi)容，使“成人”學(xué)生了解世界，尤其是我國大氣污染的嚴(yán)峻性，樹立節(jié)能環(huán)保意識。增加我國最新政策和法規(guī)的講解，如“十一五”期間的煙氣脫硫；在“十二五”期間，我國將對氮氧化物進(jìn)行總量控制等，以及解決這些問題所用到的必備知識之一就是流體力學(xué)。例如要想取得好的脫硫除氮的效果，就要把握煙氣的流動，研究煙氣流動正是流體力學(xué)的責(zé)任。我國的科技水平迅速提高，需要讓學(xué)生了解污染物控制的發(fā)展趨勢，如哪些理論問題仍需深入研究，哪些技術(shù)是當(dāng)今熱點(diǎn)，使“成人”學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)研究和工作中容易找準(zhǔn)方向。就筆者以往的授課經(jīng)驗，“成人”學(xué)生大多為熱能專業(yè)的學(xué)生，而且大多來自發(fā)電廠或與發(fā)電廠相關(guān)的單位，他們對煙氣脫硫設(shè)備比較熟悉，有可能在今后的工作中參與脫硫塔設(shè)計或運(yùn)行，因此將該部分作為本課程的一個重點(diǎn)。通過大量圖片、動畫和視頻講解各種常用煙氣脫硫中氣體流動的特點(diǎn)，加入影響脫硫效果的設(shè)計思路和方法，主要是講解煙氣流動的流場、流線、流型的相關(guān)概念及理論，使“成人”學(xué)生系統(tǒng)掌握煙氣脫硫技術(shù)中流體力學(xué)的作用。
總之，授課內(nèi)容的實用性是教學(xué)的關(guān)鍵問題之一，授課內(nèi)容實用“成人”學(xué)生才愛聽，效果才好。
2.教學(xué)手段和教學(xué)方法
�。�1）加強(qiáng)理論知識的講授。成人教育的對象多數(shù)為參加工作多年和未受過正規(guī)高等教育的成年人，即“成人”學(xué)生，他們又有著豐富的實踐經(jīng)驗。“成人”學(xué)生雖然專業(yè)經(jīng)驗豐富，但是專業(yè)理論相對薄弱，尤其是專業(yè)基礎(chǔ)知識比較薄弱，用現(xiàn)在本科教育的術(shù)語講，就是專業(yè)基礎(chǔ)課不過關(guān)。從筆者實際函授授課的經(jīng)驗來看，“成人”學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)課尤以高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)最為薄弱，然而流體力學(xué)的主要工具就是數(shù)學(xué)。 因此，要加強(qiáng)理論知識的講授，對一些概念和基本理論要細(xì)講精講，為了提高他們的理解和記憶，在授課中多用一些現(xiàn)實生活中生動形象的實例，并加入一些圖片和視頻。例如在講授流體的概念時，可以用“給他一點(diǎn)陽光他就燦爛，給他一點(diǎn)山花他就爛漫”這樣朗朗上口的詞句來形象說明流體的流動性；在講授流線和跡線時，可以引用唐代大詩人王維寫下的千古流傳的名句“大漠孤煙直，長河落日圓”來形象地說明跡線的概念。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又加深了印象。此外，還可以在授課中適當(dāng)插入一些圖片和視頻，來激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。
�。�2）采用導(dǎo)學(xué)+啟發(fā)式方法授課。實行“導(dǎo)學(xué)式”教學(xué)模式。即，貫徹“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，[5]在教學(xué)中實行啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量方面的重要作用。憑作者多年的授課經(jīng)驗可知，單純采用教師講、學(xué)生聽的課堂教學(xué)模式，即使加入大量實例，教學(xué)效果仍然較差，所以講授中進(jìn)行啟發(fā)互動式教學(xué)。所謂互動式教學(xué)，是在教學(xué)中教與學(xué)雙方交流、溝通、協(xié)商、探討，在彼此平等、彼此傾聽、彼此接納、彼此坦誠的基礎(chǔ)上，通過理性說服甚至辯論，不同觀點(diǎn)碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。這種講課的方式，不是老師一個人講，而是啟發(fā)學(xué)生思考。[6]
“工程流體力學(xué)”基礎(chǔ)理論講解比較枯燥，為了提高教學(xué)效果，經(jīng)常在課堂上提出問題和例題，鼓勵學(xué)生積極回答，并展開討論，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而加深理解。在教學(xué)中要把握“成人”學(xué)生的獨(dú)特特點(diǎn)：那就是有自己固定的工作崗位，有著豐富的工作經(jīng)驗，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行了如指掌，對設(shè)備處于非常規(guī)運(yùn)行時有自己的處理方法，但是為什么這么處理他們并不清楚。例如，筆者在寧夏靈武電廠進(jìn)行調(diào)研時，一個空冷島運(yùn)行專工在說到如何預(yù)測和解決空冷機(jī)組夏季出力不足的問題時，他們的經(jīng)驗就是大量噴水，但是他們不知道造成此現(xiàn)象的原因，也不清楚最佳的噴水量，也不知道霧化質(zhì)量的重要性。因此在授課中就要充分發(fā)揮“成人”學(xué)生實踐經(jīng)驗豐富的特點(diǎn)，讓他們提出問題，然后通過自學(xué)解決問題并把自己的內(nèi)容在課堂上“講授”，教師對結(jié)果加以評論，并指出這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識；接下來精講教材中的理論知識以及補(bǔ)充內(nèi)容，并配以圖片、動畫、視頻，鼓勵學(xué)生思考，進(jìn)行可行性分析，指出它們的優(yōu)勢和缺陷，并再次簡要講解相關(guān)理論，使學(xué)生的短時記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶。
（3）考核方式。由于成人教育不同于一般高校，因此采用平時成績、期末考試成績各占一定比例的考核方式，最終合理地給出學(xué)生的期末總成績。平時成績包括學(xué)生考勤、課堂講授和問題回答情況、課下作業(yè)尤其是資料搜集情況、實驗等，對整個教學(xué)過程中表現(xiàn)突出的學(xué)生，提高他們的平時成績。
三、實驗教學(xué)
“工程流體力學(xué)”課程的理論性和實踐性都比較強(qiáng)，很多理論知識需要通過實驗去理解、消化。因此實驗教學(xué)是提高學(xué)生對知識掌握情況的必備環(huán)節(jié)。
實驗教學(xué)主要的目的是通過直觀的現(xiàn)象來理解課本知識，本課程精心選擇了如下五個實驗。
1.伯努利方程實驗
觀察液體在管道中流動時能量守恒和轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象、測繪玻璃水管管路上測壓管水頭線及總水頭線。
2.流速和流量的測定實驗
了解文丘里流量計及畢托管的測速原理。
3.雷諾實驗
觀察各種流態(tài)、測定流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系、觀察層流時管道斷面流速分布。
4.沿程阻力損失實驗
加深了解圓管層流和紊流的沿程阻力損失隨平均流速變化的規(guī)律。
5.局部阻力損失實驗
對圓管突擴(kuò)局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式進(jìn)行實驗驗證與分析。
四、結(jié)語
針對熱能與動力工程專業(yè)“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，對“工程流體力學(xué)”的教學(xué)進(jìn)行了探討，使課程更適合“成人”學(xué)生的特點(diǎn)，擴(kuò)大了他們的知識面，增強(qiáng)了其主動思考的能力，豐富、深化了“成人”學(xué)生的理論知識，也為成人“工程流體力學(xué)”教學(xué)探索出有益手段。在今后的教學(xué)過程中要進(jìn)一步探索新的教學(xué)方法和手段，學(xué)習(xí)和借鑒優(yōu)秀教師的教學(xué)成果，不斷提高自身的綜合素質(zhì)和專業(yè)理論知識，立足學(xué)校特色優(yōu)勢，繼續(xù)努力進(jìn)行“工程流體力學(xué)”課程的建設(shè)和探索，以期積累更多的經(jīng)驗和取得更大的成績。
參考文獻(xiàn)：
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論流體力學(xué)在選礦中的應(yīng)用 篇6
論文關(guān)鍵詞：
工程流體力學(xué) 教學(xué)改革
論文摘要：
從石油工業(yè)對油氣儲運(yùn)工程專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力的要求出發(fā)，通過對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法手段進(jìn)行改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，不斷培養(yǎng)學(xué)生工程意識和工程實踐能力，提高創(chuàng)新能力。
在西部大開發(fā)的推動下，石油工業(yè)也以驚人的速度迅猛發(fā)展，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型石油工業(yè)人才已迫在眉睫。特別是榆林學(xué)院（以下簡稱“我院”）所在的榆林市，作為重要的國家能源化工基地，對油氣儲運(yùn)人才的需要更加突出。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的努力下，我院的油氣儲運(yùn)專業(yè)已被評為陜西省特色專業(yè)。為了加強(qiáng)油氣儲運(yùn)專業(yè)學(xué)生能力的培養(yǎng)，造就工程型人才，對油氣儲運(yùn)專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行了全面的改革，將專業(yè)理論與實踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，統(tǒng)籌規(guī)劃，使學(xué)生能更深刻地理解和掌握專業(yè)理論知識，培養(yǎng)工程意識，提高學(xué)生獨(dú)立實驗?zāi)芰Γ瑥?qiáng)化學(xué)生工程實踐能力，全面提高專業(yè)素質(zhì)。但是，由于我院油氣儲運(yùn)專業(yè)的發(fā)展相對榆林市石油工業(yè)的發(fā)展具有一定的滯后性，導(dǎo)致畢業(yè)學(xué)生不能達(dá)到目前油田企業(yè)的要求。因此，提高我院油氣儲運(yùn)專業(yè)的教學(xué)水平具有重要的意義。鑒于這樣的形勢，本項目提出對油氣儲運(yùn)專業(yè)課程最重要的專業(yè)課程之一工程流體力學(xué)課程的教學(xué)改革。
一、教學(xué)中存在的問題
在油氣儲運(yùn)的課程編排中，《工程流體力學(xué)》課程是可以將儲運(yùn)專業(yè)理論知識與實踐相銜接的很好橋梁。目前該課程的授課方式有所不妥，使得這門課不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。因此，在理論知識與實踐相結(jié)合的條件下，應(yīng)該配套一系列仿真課件，與教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生才能更好地將書本知識融入腦海。仿真課件可以使學(xué)生掌握難以理解的抽象理論，從而更好地學(xué)習(xí)該專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程，以便為將來的其它專業(yè)課程打下堅實的理論基礎(chǔ)。
在加強(qiáng)工程流體力學(xué)課程理論教學(xué)的同時，還要加以仿真課件的訓(xùn)練，再配合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過該課程的學(xué)習(xí)，結(jié)合實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，可以綜合地將課本理論知識與實際相結(jié)合，以利于提高學(xué)生綜合素質(zhì)，對于他們今后的工作或繼續(xù)深造發(fā)揮潛移默化的作用。
分析目前我院工程流體力學(xué)課程與實踐教學(xué)之間的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題是：教學(xué)體系、內(nèi)容與實踐課之間存在脫節(jié)現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下方面：首先，作為專業(yè)最重要的課程之一，《工程流體力學(xué)》課程是學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)，如果這個基礎(chǔ)打不好，那么其它課就很難學(xué)習(xí)。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很多都不太明白課程中一些具體的流態(tài)名詞，以及抽象的流體損失問題，如果有了仿真課件，這些疑難問題就一目了然了。其次，我院儲運(yùn)專業(yè)的實驗室設(shè)備中，有些由于廠家設(shè)計問題造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以原本剛夠?qū)W生分組實驗的儀器數(shù)目，現(xiàn)在只能增加每小組的人數(shù)才可以維持正常開設(shè)實驗課程。由于該課程中涉及的實驗數(shù)目較多，也導(dǎo)致了場地的嚴(yán)重不足。再次，教學(xué)中不能很好地將理論課知識與生產(chǎn)實習(xí)相互滲透。而《工程流體力學(xué)》課程作為本專業(yè)的基礎(chǔ)課程，與生產(chǎn)實習(xí)的相互滲透又甚為重要。
二、改革教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
為了更好地發(fā)揮該課程的作用，針對我院工程流體力學(xué)課程開設(shè)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)一些知名高校開設(shè)這門課程的情況，筆者提出幾點(diǎn)改革建議，以使學(xué)生能夠把學(xué)到的知識活學(xué)活用，提高他們分析問題和解決問題的能力。
1、按照實用、新穎、精練的要求，著力進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的提煉與更新
課程建設(shè)旨在突破學(xué)科專業(yè)局限，又要照顧到專業(yè)需要，對課程進(jìn)行整合、優(yōu)化，合理安排教學(xué)內(nèi)容。例如在本課程中加入非牛頓流體部分的教學(xué)內(nèi)容，形成課程的特色。
2、強(qiáng)調(diào)計算機(jī)在流體力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
應(yīng)該在教學(xué)中加入一部分符合我院具體專業(yè)情況的仿真模擬課件的使用量，學(xué)生可以將所學(xué)的知識和課件相結(jié)合，更加深他們對知識的理解和應(yīng)用。這樣，不但順應(yīng)時代的發(fā)展，也節(jié)省了學(xué)生花在琢磨流型變化上的很多時間。鑒于課程自身的特點(diǎn)，對于各種工藝流程圖的介紹，傳統(tǒng)的板書方法已不能完全滿足教學(xué)需求。筆者因此針對不同專業(yè)的教學(xué)大綱，制定了相應(yīng)的教學(xué)課件，通過多媒體教學(xué)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方法中抽象、晦澀、枯燥的缺點(diǎn)，使學(xué)生從動態(tài)的畫面中，比較輕松地理解教師在教學(xué)中要傳授給學(xué)生的知識內(nèi)容。
3、有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要
工程流體力學(xué)是一門綜合性和實踐性均非常強(qiáng)的課程，因此有效組織實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。學(xué)生通過在工廠的實習(xí)，可以將在學(xué)校中學(xué)到的理論知識與工廠中實際生產(chǎn)有效地結(jié)合起來，增強(qiáng)對理論知識的理解。應(yīng)盡快解決實驗設(shè)備結(jié)論不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，使教學(xué)儀器百分之百地準(zhǔn)確投入到學(xué)生的學(xué)習(xí)當(dāng)中去，盡可能地將流體力學(xué)作為向外專業(yè)進(jìn)行開放實驗，讓有興趣的學(xué)生也能參與。
通過該項目制定的措施實施于油氣儲運(yùn)專業(yè)教學(xué)中，使每屆油氣儲運(yùn)專業(yè)學(xué)生受益。提高學(xué)生對專業(yè)理論知識的理解深度，增強(qiáng)他們的專業(yè)技能，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識活學(xué)活用。此舉對學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造具有非常重要的意義。
三、教學(xué)效果的考核
前已述及，這門課程主要是油氣儲運(yùn)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)，這門課程的培養(yǎng)目標(biāo)旨在為以后的專業(yè)課打好扎實的基礎(chǔ)，樹立學(xué)生的應(yīng)用能力。因此，在考試方式上，更注重應(yīng)用能力的測試，考察學(xué)生與社會的接軌程度。這樣，考試題型多是一些發(fā)揮性的，讓學(xué)生用“漁”的本領(lǐng)去為本門課程的學(xué)習(xí)畫上休止符。
四、結(jié)語
總之，對于《工程流體力學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容改革的初步探索分析，可以促進(jìn)教學(xué)觀念的改變，按此目標(biāo)授課，對教師提出了更高的要求。同時，還可以促進(jìn)教材建設(shè)、實驗室建設(shè)及其儀器設(shè)備的更新，提高學(xué)生的動手能力及科研能力，從而實現(xiàn)“學(xué)有所用”，“教學(xué)相長”。
高等教育教學(xué)改革，特別是專業(yè)課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革，是一個系統(tǒng)和長期艱巨的實踐過程，專業(yè)教師任重而道遠(yuǎn)。只要不斷努力和探索實踐，就可以開拓出一條提高油氣儲運(yùn)工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、更加富有成效的新途徑，而且可以取得更好的教改成果。
參考文獻(xiàn):
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